金刚石、石墨和C60
金刚石、石墨和C60
(4)你还能列举其他类似的化学反应吗?
答案：3C+2Fe2O3
4Fe+3CO2↑
CuO+H2
Cu+H2O
4 还原反应:__含__氧__化__合__物__里__的__氧__被__夺__去__的__反__应____。
二、碳的化学气中燃烧的实验时,需要先将木炭在酒精灯 上烧到红热,然后慢慢伸到集气瓶内;再向瓶内倒入少量澄 清石灰水振荡,石灰水变浑浊,说明生成物是__二__氧__化__碳___; 这一实验说明木炭在点燃的条件下具有___可__燃__性___,化学方 程式为___C_+_O_2______C_O_2 _______。 (2)冬天用煤火炉取暖,若通风不畅会发生煤气中毒,这是因 为当氧气不充足时,碳不充分燃烧就会生成__一__氧__化__碳____, 造成煤气中毒,化学方程式为__2_C_+_O_2______2_C_O________。
3 思考并交流以下问题。
(1)铅笔芯中含铅吗?它的主要成分是什么?用石墨作电极 反映了石墨的什么性质? (2)生锈的铁锁孔里加点铅笔芯就容易打开,为什么?
二、碳的化学性质
1 常温下,碳的化学性质__不__活__泼__(_或__比___较__稳__定__)__, 碳受日光照射或与空气、水分接触,都不容易起变 化。
答案：由于这二者的碳原子排列方式不同,决定了物 理性质差别很大。物质的结构、性质和用途 之间联系紧密,物质的结构决定着性质,性质 在很大程度上决定了物质的用途,反过来,用 途能反映出物质的性质。
3 木炭与氧化铜反应的化学方程式: _C_+_2_C_u_O_2______C_u_+_C_O_2_↑____;焦炭还原氧化铁的化 学方程式:_3_C_+_2_F_e_2_O_3 _____4_F_e_+_3_C_O_2_↑__,碳还原二 氧化碳的化学方程式:__C_O_2_+_C______2_C_O_____,这些 反应说明碳具有__还__原__性____。
九年级化学金刚石、石墨和c60
金刚石、石墨和C60一、碳的单质金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但三种单质中碳原子的排列方式不同，导致他们的物理性质和用途上存在比较大的差异。
即：结构决定性质，性质决定用途。
1．金刚石纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。
金刚石是天然存在的最硬的物质。
右图是金刚石的微观结构图，每一个小球代表一个碳原子，每个碳原子位于一个正四面体的中心，周围四个碳原子位于四个顶点上，在空间构成连续的、坚固的骨架结构。
这样的结构决定了金刚石的性质的稳定性。
世界上最著名的金刚石产地在南部非洲。
这个地区的金刚石常常存在死火山的喷井中。
人们认为它们是在极高的温度和压强下慢慢地形成的。
开采出来的金刚石并没有宝石的外形和光彩，通过切割和磨光等工艺才给它们以光耀的外形。
习惯上人们常将加工过的称为钻石，而未加工过的称为金刚石。
金刚石是最好的热导体。
完整的金刚石单晶的导热性是银和铜的导热性的5倍（银和铜是最好的金属导体）。
它的不导电性结合着它的优良的导热性使金刚石在半导体装置方面很有用。
金刚石在普通溶剂中是不溶解的。
人造金刚石与天然金刚石在化学上是完全等同的，但它们是在实验室中生产出来的。
它们是在对石墨以及作为溶剂和催化剂的金属施以极高的压强（5500大气压）和高温（2000℃）约一天的时间后制得的。
金刚石的硬度很大。
它是碳的最密集的形式，密度大约是水的3.5倍。
它的硬度（抗磨性）和密度都可以用它的结构来解释。
由于它极高的硬度，金刚石被用于切割、钻孔和研磨。
金刚石常被用来作为经久耐用的唱机针头。
2．石墨石墨是深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。
质地很软，有滑腻感，在隔绝空气的条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐高温的矿物之一。
右图是石墨的微观结构示意图。
石墨晶体是层状结构。
在每一层内，每个碳原子都和相邻的三个碳原子相连，六个碳原子排成正六边形，一个个六边形排列成平面的网状结构。
层与层之间作用力较微弱，因此石墨的润滑性很好。
金刚石、石墨、C60
想一想
1.有一口小水井中的水有异味,你有什么方 法来消除吗? 把木炭装入透水的袋中,沉入井里
2.打水井时常在水井周围埋一些木炭,其作 吸附水中的异味 用是__________________. 这是由于木炭 疏松多孔 结构,因此具有 _ 有__________ 吸附 的性 能.
练一练
1.下列关于金刚石和石墨的说法中,正确的是( A.它们的物理性质相同
石墨烯
比 钻石还坚硬，强度比世界上最 好的钢铁还要高上100倍。
学了这节课，大家有什么感受和反思.
•本节课应掌握的主要内容有: 1.金刚石、石墨的物理性质和用途。 金刚石、硬。用途:刻划玻璃切割大理石.钻头 导电 用途:电极 石墨 质软 用途:制铅笔芯 润滑性 用途:高温条件下作润滑剂 2.金刚石.石墨物理性质不同的原因： 碳原子排列方式不同． 无定形碳的种类：木炭．焦炭．活性炭．炭黑 性质：木炭．活性炭有吸附性
6B含石墨最多、最软，颜色最深； 6H含石墨较少、最硬，HB居中。
铅笔芯中的石墨有哪 些物理性质？
生锈的铁锁
石墨
2.石墨
物理性质
颜色 石 硬度
深灰色
用途
铅笔芯 电极 润滑剂
质软 能导电
墨
导电性
手感
滑腻
金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质。
都是由碳元素组成的单 质,为什么它们物理性质 却有巨大的差异呢？
金刚石、石墨和C60
用途
纯净的金刚石晶体是无色 透明、有强折光性的固体
钻石饰品
玻璃刀
钻头
刀具
砂轮
1.金刚石
物理性质
金 刚 石
无色透明、有 强折光性的固体
用途
钻石饰品
硬度大
金刚石、石墨和c60ppt课件
失去
还原反应
02 课堂巩固
1.既有可燃性，又有还原性的固态单质是( )
B
A. 氧气 B. 木炭 C. 氢气 D. 二氧化碳
2.（2022·武汉）笔、墨、纸、砚并称文房四宝，其中“墨”的主要成分是炭黑。下列炭黑的性质中属于化学性质的是( )
B
A. 熔点高 B. 可燃性 C. 难溶于水 D. 常温下呈固态
A
立体网状结构层状结构
1.金刚石、石墨、C60 物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同。2.木炭、活性炭：有吸附性。
硬度大、正八面体形状的固体质软滑腻细鳞片状固体
裁玻璃等制铅笔芯作润滑剂等
物理性质
用途
结构
金刚石石墨
决定
体现
决定
体现
知识点 单质碳的化学性质
【自主学习】 阅读课本P110~112，回答下列问题。
可燃性
放出大量的热
放出热量
反应物的量
生成物
对点演练1 （2022·东莞模拟）《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示，瓮中收集的黑烟（主要为炭黑）可用于制墨，下列说法错误的是( )
A
A. 炭黑的主要成分是碳的化合物B. 黑烟是由松木不完全燃烧产生C. 炉膛的进气口大小会影响炭黑产量D. 水墨画能长时间保存，体现了常温下碳的稳定性
5.（2022·龙东）我国古代将炉甘石 、赤铜和木炭粉混合后加热到约 ，有如下反应发生： , 。下列有关说法错误的是( )
D
A. 的化学式为 B. 反应前后锌元素的质量不变C. ②反应中 发生了还原反应D. ②反应前后锌元素的化合价升高
金刚石、石墨和C60
金刚石
正八面体
石墨
C60
外观
导电性
形似足球 层状结构 无色、透明、 深灰色、不透明、细鳞 固体、金属 光泽、黄色 固体、有光泽 片状固体、金属光泽 几乎不导电
良好
硬度 用途
组成元素 性质不同 的原因
最硬 质软 钻头、刻刀、 铅笔芯、电极、润滑剂 装饰品等
对其性质的研 究正在进行中
制备新材料、 器件等
都是由碳元素组成的 碳原子排列方式不同
金刚石、石墨和C60的结构
结构
决定 反映
性质
决定 反映
用途
早在20世纪30年代就已经有了生产人造金刚石的工厂，只是传统工艺所用 的原料一直是石墨。由于石墨的密度大约只有金刚石的2/3，所以完成这个变化 需要高温和高压的条件。遗憾的是，这样做成的人造金刚石虽然和天然金刚石 硬度相当，但是透明度和外形都达不到天然金刚石的水平。 20世纪80年代，人们发现人造金刚石在半导体制造行业具有广泛的应 用前景。因为计算机芯片的基体材料硅的导热性不好，这成为进一步提高技术 时的难题。而金刚石在导热性方面远远超过硅（甚至超过铜和银），于是它成 了芯片基体材料的最佳选择。正是这种需求推动了人造金刚石的研究。 人们想到，金刚石既然是碳的一种单质，为什么不可以用碳原子作为 构建金刚石晶体的原料，而一定要通过破坏石墨的晶体来完成呢？灵巧的化学 家很快就完成了这项研究。透明的、晶莹璀璨的人造金刚石就这样在实验室里 诞生了。 虽然还没有能够制造出大颗粒的金刚石晶体（所以大颗粒的天然金刚 石仍然价值连城），但是已经制成了金刚石的薄膜。
金刚石俗称“金刚钻”。也就是我 们常说的钻石的原身，它是一种由 碳元素组成的矿物，是碳元素的同 素异形体。金刚石是目前在地球上 发现的众多天然存在中最坚硬的物 质。金刚石的用途非常广泛，例如 ：工艺品、工业中的切割工具。石 墨可以在高温、高压下形成人造金 刚石，也是贵重宝石。
金刚石、石墨、C60知识点
第六单元碳和碳的氧化物课题1 金刚石、石墨和C601、金刚石：天然最硬的物质2、石墨：天然最软的矿物之一3、C60（足球烯）4、几种无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑5、木炭、活性炭有强吸附性※防毒面具里的滤毒罐※冰箱中的除异味剂※制糖工业的脱色剂二、碳的化学性质1、碳在常温下化学性质不活泼（稳定）。
在高温下，碳的化学活动性增强。
2、碳与氧气的反应现象：木炭剧烈燃烧发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
点燃木炭充分燃烧：C + O2 ==== CO2碳与氧化铜反应点燃木炭不充分燃烧：2C + O2 ==== 2CO实验现象：黑色粉末逐渐变成的红色固体，澄清石灰水变浑浊。
高温化学方程式： C + 2CuO ====2Cu + CO2还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
用途2：冶炼金属（利用还原性）碳和其他氧化物反应高温2Fe2O3+3C====4Fe+3CO2￪高温C和其他氧化物反应C+CO2=====2CO1．下列变化属于化学变化的是（）A．金刚石制成钻石 B．石墨制成金刚石褪色 D．石墨导电C．木炭使NO22．澳大利亚科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫含有约4 000个碳原子，直径约6到9nm，在低于－183℃时，泡沫具有永久磁性。
下列叙述正确的是（）A．“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同B．“碳纳米泡沫”在氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳C．“碳纳米泡沫”是碳单质D．“碳纳米泡沫”是一种新型的碳化合物3．关于碳的化学性质，叙述不正确的是（）A．温度越高，碳的活泼性越强B．碳具有还原性，炽热的碳能使氧化铜还原成铜C．碳在氧气中充分燃烧放出热量，而不充分燃烧吸收热量D．碳在常温下能长时间保存不变质4．石墨烯是新发现的二维空间材料，它是由石墨制成的新型碳单质，金刚石、和石墨烯的结构示意图如下图所示，下列关于这四种物质的说法正石墨、C60确的是（）A．都是黑色固体 B．都质软可作润滑剂C．碳原子排列方式都相同 D．在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳5．下列说法中，正确的是（）A．金刚石、石墨都是由碳原子构成的，都很硬 B．单质碳具有还原性C．用活性炭可除去硬水中的氯化钙杂质 D．木炭燃烧时吸收大量的热↑的反应，说法正确的是（）6．有关C+2CuO2Cu+CO2A．CuO 具有氧化性 B．C发生了还原反应C．反应前后固体质量不变 D．反应前后碳元素的化合价没有改变。
金刚石、石墨和_C60
4、下列物质的用途，既利用了碳的物理性质， 又利用了化学性质的是 A、用焦炭炼铁 B、用活性炭退色 C、用墨写字保存时间长 D、木炭做燃料 5、由下面的实验现象可知，黑色粉末可能是
黑色粉末 高温 红色粉末
无色气体
石灰水
白色沉淀
A、CuO和 C C 、Mn 和 CuO
B 、 Fe 和 CuO D 、 Fe 和 C
金刚石的元素组成吗？ 你通过前面的学习知道哪些？说说看。
H2O和H2O 2
CO2 和CO等
问题2：同一种元素可以组成不同的单质吗？
红磷和白磷、O2和O3等
问题3：碳元素可以组成不同的单质吗？
陈 博 士
我来跟大家讲一个科学故事!
金刚石燃烧变成了二氧 化碳！
金刚石＋氧气 二氧化碳
说明金刚石中一定含有什么元素呢？
金刚石与石墨、C60
——碳元素组成的
课题一：金刚石、石墨和C60
钻探机的钻头
1.金刚石的性质及其对应的用途 性质
无色透明、正 八面体形状的 固体
的最硬物质
用途
经仔细琢磨后，成为 装饰品──钻石
金 刚 石 自然界中存在 划玻璃、切割大理石、
C20
C40
C70
请欣赏
第二课时
问题1：为何古代字画历经几百年甚 至几千年而依然不褪色？ 问题2：铁路上的枕木和农田里的电杆表 面都被烧焦碳化后再用，是为什么？
[结论]单质碳的化学性质在常温常压下比较稳定 二、碳的化学性质
1、稳定性 [问题] 温度升高单质碳的化学性质又如何？
2、碳与氧气的反应
注入碳素墨汁的钢笔书写，这是因为墨汁中 的 碳常温下化学性质稳定
2、“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国
金刚石、石墨和C60
谢 谢 指 导 ， 再 见 ！
活性炭
滤毒罐
3、炭黑 黑色固体，可以制造墨汁、油漆、鞋油等，还可 以增加轮胎制品的耐磨性。
4、焦炭
用于冶炼金属
炼 铁
碳单质
知 识 结 构 图
金刚石
石墨
C60
无定形炭（石墨微小晶体和一些杂质构成） 炭黑
木炭 活性炭 焦炭
[注意] 碳和炭的区别 ： 碳：指碳元素，只用作化学用语，在表示元素和 含碳的化合物时使用。 炭：指具体的物质，如：炭黑、木炭、活性炭等， 它们都是由碳元素组成的单质。
C60
在室温下为紫红 色固态晶体 几乎不导电 质脆 很差 应用于材料科学、 超导体等方面
天然存在的最硬的物质 很差 装饰品、切割玻璃、 钻探机钻头等
在高温高压环境中可以把石墨转化成金刚石，人造 点“石”成“金”新解 金刚石就是用此原理造成的，美国一家公司利用骨 灰里的碳元素还发明了“骨灰变钻戒”的新技术。
C60在室温下为紫红 色固态晶体，不会 导电，质脆
它们物理性质上的差异是什么造成的？用途又有什 么不同？
金刚石的正八面体结构 金刚石的碳原子在空间构成连 续的，坚固的骨架的结构，所 以坚硬。
石墨的层状结构 石墨的碳原子呈平面层状结构,层与 层之间作用力小，所以质软。有滑感。
金 刚 结石 构、 图石 墨 的
学 完 本 课 我 知 道
⒈不同的元素可以组成不同的物质；同一种元素也 可以组成不同的物质。
金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单质； 它们物理性质上的差异是由于碳原子的排列不同造 成的，因此它们两者的混合属于混合物。 ⒉木炭、活性炭具有吸附性。吸附过程是物理变化.
我夯基 我达标 1、下列变化属化学变化的是（ A） A.木炭燃烧 B.活性炭吸附毒气 C.石墨导电 D.金刚石切割玻璃 2、继发现C60后，C70也已制得。下列有关C70的说法正确的是（ B） A.它是一种化合物 B.它是一种单质 C.它是一种混合物 D. C70相对分子质量是70 g 3、下列几种情况，能证明“金刚石和石墨是由相同元素组成”的事实的是( ) C A.它们的熔点相同 B.都不溶于水 C.完全燃烧后都得同一产物二氧化碳 D.石墨在一定条件下可转化为金刚石 4、某物质经测定只有一种元素，对此物质的描述错误的是：（B ） Ａ．可能是单质 Ｂ．可能是化合物 Ｃ．可能是混合物 Ｄ．一定不是化合物 C60 金刚石 金刚石 石墨 5、碳的单质有_______、______和_______等，其中_______是天然存在的 最硬的物质，_______是最软的矿物之一，金刚石和石墨性质的差异是因 石墨 为 碳原子的排列不同 。由此说明 物质的结构 决定物质的性质。
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课题1 金刚石 石墨 C60
(1)了解金刚石和石墨的物理性质和用途。
(2)知道不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质 (3)树立物质的性质决定用途的观点。
教学目标 1．知识与技能
(1)了解金刚石和石墨的物理性质和用途。
(2)知道碳单质的化学性质。
(3)知道不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。
2．过程与方法
(1)会对展示或演示的资料分析、归纳。
(2)能认真观察实验现象，并会对现象分析归纳，总结出重要的知识点。
3．情感态度与价值观
(1)以发展的观点看待碳的单质。
(2)树立物质的性质决定用途的观点。
教学重点
碳单质的化学性质。
教学难点
碳跟某些氧化物的反应。
教学方法
观察——分析——总结。
实验探究——分析——归纳。
教具准备
(1)仪器：小锥形瓶、试管(大小各1个)、铁架台、酒精灯、网罩、带导管的塞子； (2)药品：红墨水、烘烤过的木炭(活性炭)、木炭粉、CuO 粉末、澄清石灰水。
教学过程： 有这么一句广告词：“钻石恒久远，一颗永流传”，钻石璀璨夺目、价值连城，大家猜它描述的是我们化学中的哪种物质吗？ 板书：金刚石 石墨 C60
思考：金刚石由碳元素组成，那么由碳元素组成的还有其他的物质吗？
结论：金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。
一、同种元素可以组成不同的物质。
二、
二、碳的单质
1.金刚石—— 高贵华丽的碳单质
观看视频资料，试概括金刚石的物理性质和有关用途。
2.石墨—— 平凡多能的碳单质
观看资料，概括石墨的物理性质和用途
三、无定形碳 在日常生活中，我们常常用到的木炭、焦炭、活性炭和炭黑，这些物质都是由石墨 的微小晶粒和少量杂质构成的。
因此这些物质的主要成分也是碳单质，结构与石墨相似。
焦炭 炭黑 活性炭
木炭、活性炭的吸附性
一、碳的单质
木炭主要是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的。
它具有疏松多孔的结构。
另外焦炭、活性炭、炭黑等的构成和结构与木炭类似。
[实验6-1]在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。
投入几块烘烤过的木炭（右活性炭），轻轻振荡，观察现象。
图片展示木炭的结构
阅读课本，试概括木炭、活性炭的用途？
3.C60——神奇的碳单质分子
阅读课本、说出C60的结构和用途
⒈C60是分子。
⒉每个C60的分子是由60个碳原子构成。
⒊C60分子的结构形似足球。
C60主要应用于材料科学、超导体等方面
讨论：结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨论物质的结构、性质与用途之间有什么关系?
结构决定性质、性质决定用途，用途体现性质。
幻灯片14
一、同种元素可以形成不同的单质
二、碳的几种单质
1、金刚石
2、石墨
3、木炭、活性
4、C60
三、结构决定性质，性质决定用途
课堂练习
碳家族中，C60的分子结构形似足球(如图所示)。
关于C60的说法中，错误的是( C )
A.它是一种单质
B.每个C60分子由60个碳原子构成
C.它与金刚石是同一种物质
D.它完全燃烧后的产物是CO2
布置作业：课后习题1、2、3
二、碳的化学性质
古代用墨书写的话保存几百年或上千年为什么依然清晰可见？
这是因为在常温下，碳的化学性质不活泼，碳受日光照射或与空气、
水分接触，都不容易起变化的缘故。
应用：档案资料用碳素墨水书写
用碳笔画的古画
1、碳与氧气的反应（可燃性）
应用：作为燃料
2、碳和某些氧化物的反应
观察这个方程式，看看有什么特点？
学生回答，教师总结
碳夺取了氧化铜里的氧，氧化铜失去了氧
能夺取氧元素的性质叫还原性碳具有还原性
失去氧的反应叫还原反应氧化铜发生了还原反应
应用：冶炼金属——利用碳的还原性将金属氧化物中的金属还原出来。
2Fe2O3+3C ====== 4Fe+3CO2
此外，在高温条件下，碳还可使二氧化碳转变为一氧化碳
CO2+C=====2CO
课堂练习：
课堂小结：
学完本课题你应该知道
1、不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。
如金刚石、石墨和
C60等都是由碳元素组成的单质。
2、木炭和活性炭具有吸附性。
3、
在常温下，碳的化学性质很稳定。
在高温下，碳能够与很多物质起反应[可燃性，还原性]。